銅與濃、稀硝酸反應實驗的一體化設計

余新紅　白永麗　陳永忠　李耀軍

摘要：通過分析銅與濃、稀硝酸反應實驗的不足，將兩個實驗進行有效整合一體化設計，可節約藥品，縮短實驗時間，便于課堂操作，實驗現象明顯且便于對比反應后溶液顏色的不同和氣體顏色的不同，同時在操作上也具有了可控性。

關鍵詞：銅與濃、稀硝酸反應；一體化；實驗設計；螺旋狀銅絲

文章編號：1008-0546（2014）10-0092-01 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

銅與濃、稀硝酸反應實驗是中學化學課堂教學中必做的兩個實驗，其實驗目的是說明濃、稀硝酸具有強氧化性[1]，但由于實驗所產生的二氧化氮、一氧化氮是有毒性氣體，污染環境，不利于師生健康。基于此，許多化學教師對該實驗進行了改進，大多都是從氣體發生裝置、藥品用量、尾氣處理等方面改進[2-4]，在教學中取得了一定的成效，但從使用情況來考慮，還存在著裝置復雜、操作繁瑣等弊端，最主要的是沒有將兩個實驗進行有效整合一體化設計。筆者通過一體化設計后，縮短了在課堂中演示的時間，便于對產生的兩種氣體進行對比，取得了良好的教學效果，現介紹如下。

一、反應原理

二、實驗儀器及試劑

鐵架臺（帶鐵夾）、分液漏斗、具支試管（20×200mm）、錐形瓶、量筒、玻璃導管、乳膠管、雙孔橡膠塞、濃硝酸（68%）、蒸餾水、一端繞成螺旋狀的細銅絲、NaOH溶液、碳酸鈣。

三、實驗裝置

實驗裝置見圖1（夾持裝置未畫出）。

四、實驗步驟及現象

（1）按照圖1所示組裝好儀器。在具支試管中先加入約0.3g碳酸鈣固體，再加入7mL的蒸餾水，塞上雙孔橡膠塞，其中一孔插入一端繞成螺旋狀的銅絲并將螺旋狀的銅絲拉到緊靠橡膠塞處；在分液漏斗中先加入5mL濃硝酸（68%），塞上雙孔橡膠塞上，一孔插入一端繞成螺旋狀的銅絲（不要接觸濃硝酸），另一孔插入長導管，將分液漏斗下端插入到具支試管中雙孔橡膠塞的另一孔，調整好高度，便于具支試管中細銅絲的抽拉；在錐形瓶中加入適量的濃氫氧化鈉溶液。

（2）將分液漏斗中的細銅絲插入使螺旋狀部分深入到濃硝酸，立即會觀察到有大量的紅棕色氣體產生，紅棕色氣體迅速充滿分液漏斗，溶液呈藍綠色。

（3）向上拉動細銅絲，使細銅絲脫離濃硝酸，稍等片刻使溶液中紅棕色氣體全部上升到液面以上時，立刻打開分液漏斗的活塞，讓濃硝酸滴入具支試管的蒸餾水中，當濃硝酸剩很少時關閉活塞。這時具支試管中可以看到產生大量無色氣體，錐形瓶中的導管中有氣泡不斷產生，當氣泡連續均勻溢出時證明具支試管中的空氣已全部排出。

（4）將具支試管中的細銅絲插入到溶液中，這時可以看到在螺旋狀銅絲處可觀察到有大量無色的氣體產生，溶液為藍色，說明銅與稀硝酸（約6mol/L）發生反應產生無色氣體；此時將無色氣體通過的導管從NaOH溶液中輕輕一提使其脫離液面，無色氣體立即變為紅棕色。

（5）向上拉動細銅絲，使細銅絲脫離稀硝酸，反應停止。通過這一裝置不但可以對比銅與濃、稀硝酸反應產生不同顏色的氣體，而且也可以對比銅與濃、稀硝酸反應后溶液顏色的不同。

五、實驗優點

（1）將銅與濃、稀硝酸反應兩個實驗集于一體合并設計，節約藥品，對實驗現象可對比觀察。

（2）縮短了實驗時間，操作方便，現象明顯。

（3）實現了反應的可控性，產生的有毒氣體少，并且整個反應在全密閉的裝置中進行，產生的微量有毒氣體也會被全部吸收。

參考文獻

[1] 人民教育出版社課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書 化學1（必修）[M].北京：人民教育出版社，2007：102

[2] 譚文生.銅與濃、稀硝酸反應實驗的綠色化設計[J].化學教學，2012，（11）：45-46

[3] 張興洲.濃、稀硝酸與銅反應實驗的改進[J].實驗教學與儀器，2008，（5）：24

[4] 張瑋.硝酸與銅反應的微型化設計[J].實驗教學與儀器，2010，（4）：30endprint

摘要：通過分析銅與濃、稀硝酸反應實驗的不足，將兩個實驗進行有效整合一體化設計，可節約藥品，縮短實驗時間，便于課堂操作，實驗現象明顯且便于對比反應后溶液顏色的不同和氣體顏色的不同，同時在操作上也具有了可控性。

關鍵詞：銅與濃、稀硝酸反應；一體化；實驗設計；螺旋狀銅絲

文章編號：1008-0546（2014）10-0092-01 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

銅與濃、稀硝酸反應實驗是中學化學課堂教學中必做的兩個實驗，其實驗目的是說明濃、稀硝酸具有強氧化性[1]，但由于實驗所產生的二氧化氮、一氧化氮是有毒性氣體，污染環境，不利于師生健康。基于此，許多化學教師對該實驗進行了改進，大多都是從氣體發生裝置、藥品用量、尾氣處理等方面改進[2-4]，在教學中取得了一定的成效，但從使用情況來考慮，還存在著裝置復雜、操作繁瑣等弊端，最主要的是沒有將兩個實驗進行有效整合一體化設計。筆者通過一體化設計后，縮短了在課堂中演示的時間，便于對產生的兩種氣體進行對比，取得了良好的教學效果，現介紹如下。

一、反應原理

二、實驗儀器及試劑

鐵架臺（帶鐵夾）、分液漏斗、具支試管（20×200mm）、錐形瓶、量筒、玻璃導管、乳膠管、雙孔橡膠塞、濃硝酸（68%）、蒸餾水、一端繞成螺旋狀的細銅絲、NaOH溶液、碳酸鈣。

三、實驗裝置

實驗裝置見圖1（夾持裝置未畫出）。

四、實驗步驟及現象

（1）按照圖1所示組裝好儀器。在具支試管中先加入約0.3g碳酸鈣固體，再加入7mL的蒸餾水，塞上雙孔橡膠塞，其中一孔插入一端繞成螺旋狀的銅絲并將螺旋狀的銅絲拉到緊靠橡膠塞處；在分液漏斗中先加入5mL濃硝酸（68%），塞上雙孔橡膠塞上，一孔插入一端繞成螺旋狀的銅絲（不要接觸濃硝酸），另一孔插入長導管，將分液漏斗下端插入到具支試管中雙孔橡膠塞的另一孔，調整好高度，便于具支試管中細銅絲的抽拉；在錐形瓶中加入適量的濃氫氧化鈉溶液。

（2）將分液漏斗中的細銅絲插入使螺旋狀部分深入到濃硝酸，立即會觀察到有大量的紅棕色氣體產生，紅棕色氣體迅速充滿分液漏斗，溶液呈藍綠色。

（3）向上拉動細銅絲，使細銅絲脫離濃硝酸，稍等片刻使溶液中紅棕色氣體全部上升到液面以上時，立刻打開分液漏斗的活塞，讓濃硝酸滴入具支試管的蒸餾水中，當濃硝酸剩很少時關閉活塞。這時具支試管中可以看到產生大量無色氣體，錐形瓶中的導管中有氣泡不斷產生，當氣泡連續均勻溢出時證明具支試管中的空氣已全部排出。

（4）將具支試管中的細銅絲插入到溶液中，這時可以看到在螺旋狀銅絲處可觀察到有大量無色的氣體產生，溶液為藍色，說明銅與稀硝酸（約6mol/L）發生反應產生無色氣體；此時將無色氣體通過的導管從NaOH溶液中輕輕一提使其脫離液面，無色氣體立即變為紅棕色。

（5）向上拉動細銅絲，使細銅絲脫離稀硝酸，反應停止。通過這一裝置不但可以對比銅與濃、稀硝酸反應產生不同顏色的氣體，而且也可以對比銅與濃、稀硝酸反應后溶液顏色的不同。

五、實驗優點

（1）將銅與濃、稀硝酸反應兩個實驗集于一體合并設計，節約藥品，對實驗現象可對比觀察。

（2）縮短了實驗時間，操作方便，現象明顯。

（3）實現了反應的可控性，產生的有毒氣體少，并且整個反應在全密閉的裝置中進行，產生的微量有毒氣體也會被全部吸收。

參考文獻

[1] 人民教育出版社課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書 化學1（必修）[M].北京：人民教育出版社，2007：102

[2] 譚文生.銅與濃、稀硝酸反應實驗的綠色化設計[J].化學教學，2012，（11）：45-46

[3] 張興洲.濃、稀硝酸與銅反應實驗的改進[J].實驗教學與儀器，2008，（5）：24

[4] 張瑋.硝酸與銅反應的微型化設計[J].實驗教學與儀器，2010，（4）：30endprint

摘要：通過分析銅與濃、稀硝酸反應實驗的不足，將兩個實驗進行有效整合一體化設計，可節約藥品，縮短實驗時間，便于課堂操作，實驗現象明顯且便于對比反應后溶液顏色的不同和氣體顏色的不同，同時在操作上也具有了可控性。

關鍵詞：銅與濃、稀硝酸反應；一體化；實驗設計；螺旋狀銅絲

文章編號：1008-0546（2014）10-0092-01 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

銅與濃、稀硝酸反應實驗是中學化學課堂教學中必做的兩個實驗，其實驗目的是說明濃、稀硝酸具有強氧化性[1]，但由于實驗所產生的二氧化氮、一氧化氮是有毒性氣體，污染環境，不利于師生健康。基于此，許多化學教師對該實驗進行了改進，大多都是從氣體發生裝置、藥品用量、尾氣處理等方面改進[2-4]，在教學中取得了一定的成效，但從使用情況來考慮，還存在著裝置復雜、操作繁瑣等弊端，最主要的是沒有將兩個實驗進行有效整合一體化設計。筆者通過一體化設計后，縮短了在課堂中演示的時間，便于對產生的兩種氣體進行對比，取得了良好的教學效果，現介紹如下。

一、反應原理

二、實驗儀器及試劑

鐵架臺（帶鐵夾）、分液漏斗、具支試管（20×200mm）、錐形瓶、量筒、玻璃導管、乳膠管、雙孔橡膠塞、濃硝酸（68%）、蒸餾水、一端繞成螺旋狀的細銅絲、NaOH溶液、碳酸鈣。

三、實驗裝置

實驗裝置見圖1（夾持裝置未畫出）。

四、實驗步驟及現象

（1）按照圖1所示組裝好儀器。在具支試管中先加入約0.3g碳酸鈣固體，再加入7mL的蒸餾水，塞上雙孔橡膠塞，其中一孔插入一端繞成螺旋狀的銅絲并將螺旋狀的銅絲拉到緊靠橡膠塞處；在分液漏斗中先加入5mL濃硝酸（68%），塞上雙孔橡膠塞上，一孔插入一端繞成螺旋狀的銅絲（不要接觸濃硝酸），另一孔插入長導管，將分液漏斗下端插入到具支試管中雙孔橡膠塞的另一孔，調整好高度，便于具支試管中細銅絲的抽拉；在錐形瓶中加入適量的濃氫氧化鈉溶液。

（2）將分液漏斗中的細銅絲插入使螺旋狀部分深入到濃硝酸，立即會觀察到有大量的紅棕色氣體產生，紅棕色氣體迅速充滿分液漏斗，溶液呈藍綠色。

（3）向上拉動細銅絲，使細銅絲脫離濃硝酸，稍等片刻使溶液中紅棕色氣體全部上升到液面以上時，立刻打開分液漏斗的活塞，讓濃硝酸滴入具支試管的蒸餾水中，當濃硝酸剩很少時關閉活塞。這時具支試管中可以看到產生大量無色氣體，錐形瓶中的導管中有氣泡不斷產生，當氣泡連續均勻溢出時證明具支試管中的空氣已全部排出。

（4）將具支試管中的細銅絲插入到溶液中，這時可以看到在螺旋狀銅絲處可觀察到有大量無色的氣體產生，溶液為藍色，說明銅與稀硝酸（約6mol/L）發生反應產生無色氣體；此時將無色氣體通過的導管從NaOH溶液中輕輕一提使其脫離液面，無色氣體立即變為紅棕色。

（5）向上拉動細銅絲，使細銅絲脫離稀硝酸，反應停止。通過這一裝置不但可以對比銅與濃、稀硝酸反應產生不同顏色的氣體，而且也可以對比銅與濃、稀硝酸反應后溶液顏色的不同。

五、實驗優點

（1）將銅與濃、稀硝酸反應兩個實驗集于一體合并設計，節約藥品，對實驗現象可對比觀察。

（2）縮短了實驗時間，操作方便，現象明顯。

（3）實現了反應的可控性，產生的有毒氣體少，并且整個反應在全密閉的裝置中進行，產生的微量有毒氣體也會被全部吸收。

參考文獻

[1] 人民教育出版社課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書 化學1（必修）[M].北京：人民教育出版社，2007：102

[2] 譚文生.銅與濃、稀硝酸反應實驗的綠色化設計[J].化學教學，2012，（11）：45-46

[3] 張興洲.濃、稀硝酸與銅反應實驗的改進[J].實驗教學與儀器，2008，（5）：24

[4] 張瑋.硝酸與銅反應的微型化設計[J].實驗教學與儀器，2010，（4）：30endprint